Затем, по предложению святаго Кирилла, постановлено было расспросить некоторых епископов и об устных беседах Нестория; сообщения епископов, которым пришлось иметь разговор с Несторием в Ефесе, не оставляли сомнения, что Несторий богохульно мыслил о божественном достоинстве Искупителя. Для более тщательного выяснения православного учения о соединении естеств во Христе Спасителе читан был особый свод изречений из сочинений, чтимых всею Церковию отцев: святаго Петра, епископа Александрийского, святаго Афанасия Великого, Юлия, папы Римского, святаго Феликса, папы Римского, Феофила, епископа Александрийского, святаго Киприана Карфагенского, Амвросия, епископа Медиоланского, Григория Богослова, Василия Великого, Григория Нисского, Аттика, епископа Константинопольского, Амфилохия, епископа Иконийского.
Потом Отцы Собора нашли нужным с этими извлечениями из сочинений отцов сопоставить извлечения из сочинений Нестория; последние вызвали всеобщее неодобрение.
Решив спорный вопрос о соединении естеств во Христе в том смысле, что «два естества — божеское и человеческое — соединены во Христе нераздельно и неслиянно», отцы III Вселенского Собора в том же первом заседании решили и вопрос о низложении Нестория. Отцы Собора составили следующий приговор: «Так как нечестивейший Несторий сверх прочего не захотел повиноваться нашему приглашению и не принял посланных от нас святейших и благочестивейших епископов, то мы вынужденными нашлись исследовать нечестивое его учение. Открывши же частию из его писем, частию из других сочинений, частию из бесед, которые он недавно имел в сей митрополии (т. е. Ефесе) и которые подтверждены свидетелями, что он и мыслит и проповедует нечестиво, мы вынуждены были, на основании канонов и послания святейшего отца и сослужителя нашего Целестина, епископа Римского, произнести против него, хотя не без горьких слез, следующее определение: Господь наш Иисус Христос, на Которого он изрыгает хулы, устами сего Святейшего Собора определяет: лишить его епископского сана и отлучить от общения церковного». Приговор соборный на другой день объявлен был Несторию в такой форме: «Святый Собор, собранный благодатиею Божиею, по повелению благочестивейших и христолюбивейших наших